基于对等网络的分布式监控系统的设计和实现

摘要

监控系统即数据采集与监视控制系统，又称SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统。它是以计算机为基础的生产过程控制与调度管理自动化系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。 随着以互联网为代表的信息技术的广泛应用，大型企业的发展不再受物理地域范围的限制，电信企业的设备及其监控系统在地域上的分布性和监控站的数量不断增长，所以研究设备的远程监控己成必然。远程设备监控包括设备的远程数据采集、设备控制系统的远程调试和配置、设备的远程控制和设备的远程维护。然而，在早期开发的计算机监控系统中，广泛采用的是集中式结构和客户/服务器结构。对于大规模监控系统而言，集中式的体系结构已不能满足系统动态变化和扩展的要求，而客户/服务器结构又存在着系统负荷过于集中在服务器方，不适应分布式处理等问题。为此，本文提出一种基于分布式结构化对等网络及CORBA分布式对象技术的监控系统模型。该模型首先利用对等网络(P2P)技术，改变原来监控系统采用的客户/服务器结构，取消位于中心地位的服务器，将各个监控前置机(Peer)置于对等的地位，组成一个结构化的对等网络，各种配置数据、监控项目、历史数据作为该对等网络存储和操作的共享对象，冗余存储在该网络当中，成功解决了单点失效和信息共享的难题。其次，根据系统自适应思想，通过采用针对结构化对等网络的负载均衡算法，自动根据每台监控计算机的负载情况，将各种监控和数据采集任务自动分配到网络中的各台监控计算机，实现了灵活的动态配置和扩展。再次，通过采用CORBA中间件分布式服务，整个监控网络提供了一致的对外接口，提供实时监视、报警转发、设备调控、历史数据分析等服务，解决了异构系统的地域分布问题、资源共享问题和系统开放性问题。 通过对上述三个方面的研究，该模型提供了良好的稳定性、可用性、开放性、扩展性和自适应能力，解决了大型企业分布式设备监控的难题。

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第一章概述

1.1项目的背景

1.2设备监控系统的现状

1.3系统研究的目标

第二章系统设计的相关技术和原理

2.1 P2P网络的概念及模式结构

2.2 P2P网络的搜索和路由算法

2.3结构化P2P网络中的负载平衡问题

2.4 CORBA技术

第三章基于对等网络的分布式监控模型的设计

3.1模型产生的背景

3.2结构化P2P网络技术与分布式监控技术的合成

3.2.1结构化P2P网络技术在模型中的应用

3.2.2结构化P2P网络算法的选择

3.2.3系统信息在Kademlia网络的标识

3.2.4系统信息在Kademlia网络的存储方式

3.2.5监控对象在Kademlia网络的分派与执行流程

3.2.6监控节点的加入和离开

3.2.7历史数据的存储方式

3.2.8基于目录层次的资源查找

3.3模型中的负载平衡

3.3.1基于局部网络信息的负载平衡算法

3.3.2模型使用的负载平衡算法

3.3.3监控节点负载的衡量

3.4 CORBA技术在模型中的应用

3.4.1 CORBA作为中间件在模型中的应用

3.4.2 CORBA通知服务在模型中的应用

第四章基于对等网络的分布式监控模型在实际系统的应用

4.1基于对等网络的分布式监控模型处理的问题

4.2分布式机房设备监控系统的概要设计

4.2.1总体设计

4.2.2深化设计

4.3分布式机房设备监控系统的详细设计

4.3.1系统服务层详细设计

4.3.2对等覆盖网络层的详细设计

4.3.3数据采集层的详细设计

4.4分布式机房设备监控系统的实现

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

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